电导仪(土壤盐分测定仪)对内蒙古河套灌区土壤盐分光谱定量的分析及研究

《电导仪(土壤盐分测定仪)对内蒙古河套灌区土壤盐分光谱定量的分析及研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、...页眉电导仪（土壤盐分测定仪）对内蒙古河套灌区土壤盐分光谱定量分析研究摘要研究盐碱化土壤的光谱特性是利用遥感技术和浙江托普仪器的TZS-EC-I型的电导仪（土壤盐分测定仪）实现在区域尺度上进行土壤盐碱化监测和评价的工作基础。为了实现对内蒙古河套灌区土壤盐分的定量反演，于2007年7～8月间采集了河套灌区土壤样品，进行土壤化学成分及其光谱反射特性的测量。基于统计分析的方法，建立了土壤盐分与高光谱数据的偏最小二乘回归(PI肽)模型，对土壤中主要盐分参数进行了反演实验。独立验证结果表明，对全盐(S％)、硫酸根离子(S【中)、pH值以及钾

2、、钠总含量(Ka++Na+)有较好的反演精度，验证数据的决定系数R分别是0．728，0．801，0．715和0．734，预测方差比(RDP)分别是1．79，1．87，1．64，1．63。将以上参数的PLSR模型回归系数聚合在TM的可见光(蓝色、绿色、红色)和近红外波段时，回归系数在数值上均有显著反应。研究结果为在航空航天遥感尺度上实现土壤盐分的定量反演提供了理论基础和实验依据。关键词土壤盐分；高光谱；遥感；电导仪（土壤盐分测定仪）引言对于依靠灌溉补给农业用水的地区，由于灌溉和排盐方式不当，土壤盐碱化成为当地土地退化的主要问题。遥感以其

3、宏观、综合、动态、快速等特点，已成为监测土壤盐碱化的一种新的探测手段[1]。用遥感技术识别土壤盐碱化程度的方法基础是利用不同盐碱化的土壤在其光谱反应上具有差异性，因此，研究土壤盐分的光谱特征，建立基于光谱分析的土壤盐分定量反演模型是开展基于遥感技术的土壤盐碱化监测的基础工作。利用地面测量得到的光谱数据，结合土壤样品的地球化学成分，对土壤盐分含量进行反演，是应用光谱遥感技术定量监测盐碱化土壤盐分含量的重要方法[2J。Metternicht等从表层土壤结构、土壤颜色、表层植被等多个方面分析了土壤盐碱化遥感监测的影响因素，指出了用多光谱遥感

4、数据监测土壤盐碱化的可能性和面l

5、缶的问题L引。已有的研究结果表明，用高光谱数据分析土壤盐碱化情况，建立土壤光谱与土壤盐分(或电导率EC)以及其他土壤参数(如pH值)之间的定量模型是实现土壤盐分定量反演的基础Lt’5】。Csillag等研究了表层土壤样品的高光谱数据与土壤中pH值、电导率....页脚...页眉(EC)和可交换钠含量(ESC)的回归模型，基于修正逐步主成分分析的结果，指出土壤光谱在可见光波段(550～770nm)、近红外波段(900～1030咖，1270～1520am)以及中红外波段(1940～2150nnl，2150～

6、2310眦，2330～2400rim)的反射率对于定量分析盐碱化有较好的指示作用[6】．在用高光谱数据估计土壤盐分或其他土壤化学成分的方法研究上，传统的方法是基于相关分析和统计回归的思想，通过相关分析，从高光谱数据中发现对土壤化学成分变化相关性强的波段，建立这些波段的反射率和土壤成分的回归方程，并用来进行对未知数据的预测心^州。然而由于高光谱数据的光谱维数较大，波段之间又具有一定的相关性[9】，用相关分析的方法从众多波段中选择某几个敏感波段的方法很难保证高光谱的有用信息能被有效利用。因此，在相关分析的基础之上，又发展了一种既利用高光谱

7、的细分光谱信息，又能降低波谱维数的方法，即主成分分析[6]。但是，主成分方法过多地强调了自变量之间矢量变换，而忽略了自变量对因变量的解释能力，所以，最终形成的主成分组合虽然能够减少原始光谱波段之间相关性，降低波谱维数，但是，形成的主成分与因变量的相关性不能保证是最大的。偏最dx-"乘回归分析综合了主成分分析和相关分析的优点，近年来在用高光谱数据的农作物理化参数、分析化学等多个方面得到了广泛应用。研究表明，用偏最小二乘(PLS)回归方法对高光谱与地物特征参数之间进行回归分析，建立地物参数与高光谱数据之间的回归模型，是分析地物高光谱特征、

8、揭示光谱特征波段与地表参数定量关系的一个很好的尝试睁12]。本文利用内蒙河套灌区土壤地面测量光谱与同步测量的土壤样品化学分析数据，运用统计学方法对灌区的盐碱化信息与土壤光谱信息进行统计回归，建立灌区盐碱化信息与土壤光谱信息之间的偏最Jb--乘回归模型，为在遥感尺度上对土壤盐碱化进行定量评价提供了理论基础．1数据获取1．1研究区概况内蒙古河套灌区位于内蒙古西部的巴彦淖尔市南部，西与乌兰布和沙漠相接，东至包头市郊区，南临黄河，北抵阴山山脉。在北纬40。20’～41018’，东经106。20’～109。197之间。东西长250km，南北宽达

9、50km，总土地面积11....页脚...页眉897．33km2(1784．6万亩)。由于该地区年均降水量只有139～222mm，而年均蒸发量达19992346m，降水量小而蒸发量大。是典型的。无灌溉则无农业”地区。但是